爆炸载荷作用下地下拱形结构应力分析

该文应用有限元方法分析了爆炸载荷作用下地下描形结构的应力场。结构与土介质均假定为弹塑性，并用Ｍｉｓｅｓ屈服准则描述，而且考虑其几何非线性的影响。文中使用了人为阻尼边界，并使计算模型的几何尺寸满足限制性条件，从而大大提高了计算精度。文中还对几种解进行了比较。     

装药爆炸下地下拱形结构变形及破坏特征分析

地下拱形结构侵彻爆炸下涉及许多复杂的物理过程,即装药的爆炸、弹坑的形成、冲击波的传播、应力波在岩石介质中的传播以及岩石与结构的相互作用.为了解决上述复杂问题,利用非线性动力有限元软件LS-DYNA对常规武器侵彻爆炸作用下地下拱形结构的动力响应展开研究.通过数值模拟可较直观地了解应力波的传播过程,及爆炸应力波在拱形结构物中传播及与周围围岩的相互作用.对爆炸应力波作用下拱形结构的变形和破坏特点进行了分析.数值计算结果表明,在爆炸应力波作用下钢筋混凝土结构内侧受反射拉伸波作用产生震塌破坏,加大药量时结构的震塌破坏程度加重,大约在距拱中心线1/4处产生应力集中,形成塑性铰.可为工程设计、改造加固及战时快速抢修提供有益的参考.     

地下箱形结构在爆炸冲击荷载作用下的动力反应分析

在一定距离的常规武器爆炸作用下,地下防护结构可能不会发生由于抗力不足而产生破坏,但是爆炸冲击荷载会引起结构内部很大的震动加速度环境,造成结构内部人员伤亡和设备破坏.综合考虑引起结构振动的各种影响因素,采用爆腔-岩土介质-结构系统动力相互作用模型,运用LS-DYNA动力分析软件,对典型的地下箱型结构在顶爆、侧爆和侧顶爆3种不同爆炸工况进行了数值模拟计算.初步分析了箱型结构在不同当量和不同爆炸点的常规武器爆炸荷载作用下的动力反应规律和特点,可为箱型结构在爆炸荷载下的隔震设计提供参考.计算结果表明:在常规武器爆炸作用下有必要对重要的箱型地下人防指挥工程进行隔震设计;可以采用爆腔-岩土介质-结构系统动力相互作用有限元模型进行爆炸动力反应分析.     

近地面爆炸荷载作用下地下结构的动态响应研究

爆炸荷载对地下结构的影响是工程界关注的重要问题。基于AUTODYN软件,采用SPH与FEM耦合的模拟方法,模拟和研究了近地面爆炸冲击荷载作用下,地下结构的动态响应过程。研究结果表明,爆炸荷载属于短时间冲击荷载,结构损伤破坏与加速度变化剧烈程度相关,在实际工程中应予以注意。     

爆炸荷载作用下地下结构杭层裂钢板机理分析

为了对某飞机洞库的抗层裂钢板进行有效地设计,基于层状介质中一维应力波的传播理论,给出了脉冲荷载作用下地下结构混凝土中的应力历史计算方法.通过算例研究了混凝土中应力波的传播规律,揭示了混凝土-钢板层状结构抗层裂的相互作用机理,可为地下结构的抗层裂设计、施工提供参考.     

爆炸冲击下盾构隧道衬砌结构的动力响应特性

考虑现实生活中城市地铁隧道内可能出现的意外或恐怖袭击爆炸事件,运用有限元Midas/GTS软件数值模拟爆炸过程,分析爆破荷载作用下隧道管片的变形、振速、内力及地表的变形情况,分别选取3种不同管片接头模型进行对比。结果表明:爆破荷载作用对隧道管片的影响较大,而对地表的影响较小,其竖向位移随地表与爆炸源正上方位置距离的增大逐渐减小;不同接头模型中管片的内力与变形规律相似;隧道管片内力随时间先增大后减小,采用局部刚度折减法时管片的内力明显区别于整体刚度折减法与不折减法,折减区管片内力较大,整体管片内力分布不均匀现象更为明显。     

岩体结构面对爆炸冲击工程响应的影响

基于裂隙岩体的结构面是矿山安全生产的重要影响因素,对爆炸冲击应力波的传播规律有重要影响,以铜坑矿岩体力学参数为基础,采用ANSYS /LS-DYNA软件,建立结构面厚度、倾角及结构面充填材料对爆炸冲击工程响应的数值模型,获取结构面对爆炸冲击下的工程响应特性,并基于神经网络构建结构面参数灰关联神经网络预测模型,确定结构面参数在爆破冲击工程响应的重要度。研究结果表明：结构面前、后测点的质点峰值振速的衰减度与结构面厚度呈指数函数,当结构面厚度为0,5,10,15和20 cm时,衰减度分别为0.365,1.508,2.303,2.418和2.443;结构面倾角对爆破冲击工程响应与衰减度呈正相关,当结构面倾角为30°,45°和60°时,衰减度分别为1.580,2.495和2.698;当结构面的充填材料为胶结、碎屑、泥质时,质点峰值振速的衰减度分别为2.303,2.458和2.598,与充填材料的强度呈负相关;3种因素的影响度由大到小依次为结构面厚度、倾角、充填材料强度。     

爆炸冲击成型混凝土试验

 研究流态混凝土在爆炸冲击这一极端状态下养护成型后的强度性能和微观结构特征.制备了不同炸药量在半无限土体中爆炸冲击流态混凝土试块.利用岛津AG-X250电子万能岩石压力机对不同药量爆炸冲击成型的混凝土试件、同等条件养护试件和标准养护条件试件进行了单轴压缩试验.采用JSM-6510LV高低真空扫描电子显微镜成功得到了不同条件下制备的混凝土试件的微观成分结构及图像.结果表明,经炸药爆炸冲击成型的混凝土强度较同等条件养护成型混凝土强度有较大提高,且可以高于标准养护成型混凝土的强度.定性对比分析证实,爆炸冲击成型混凝土的微观结构与其强度的发展规律一致.     

舱室在爆炸冲击载荷作用下的结构毁伤研究

为了研究舰船舱室在反舰导弹作用下的毁伤效果,模拟典型舱室进行数值仿真。分析了爆轰波和冲击波的破坏模式,研究了在爆炸冲击载荷作用下的舱室响应过程;同时结合材料失效原理,给出破坏准则。数值模拟结果表明:舱室是封闭空间,弹药爆炸产生的爆轰波和冲击波在舱壁面上多次反射;由于角隅部位汇聚冲击波而受到的超压作用要大于舱室壁面,所以破坏的部位首先出现在甲板中心到与围壁之间的角隅部位。舱室的主要破坏模式是沿着角隅部位开裂,最终舱室发生解体。通过模拟不同厚度的舱室结构可知,装药量一定时,舱壁越厚舱室抗爆能力越强。     

高温环境下海洋平台防爆墙结构冲击动力响应特性研究

防爆墙结构是海洋平台的重要防护设施,其抗爆性能需要重点关注.基于非线性有限元方法,研究在常温条件下防爆墙受到爆炸冲击的结构响应.结合实验数据,对比准静态与动态算法的适用性,分析总结在常温条件下结构冲击应变的3种典型形式.在此基础上,考虑高温对材料和结构的影响,并对防爆墙冲击动力响应特性进行分析.研究表明,高温环境对结构...     

地下结构振动有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS,分析了地下结构在地震波的单双向激励及不同埋深情况下的动力响应的变化,得出结论和建议。     

钢结构装配式防爆墙的自由振动分析

利用空间网格结构分析软件MST2006对4个钢结构装配式防爆墙模型进行静力分析,并按照满应力原则对模型进行截面设计。这4个模型包括1个柱—支撑结构模型,1个平面桁架结构模型,2个平面桁架系网架结构模型。采用通用有限元软件ANSYS对所有模型进行自由振动分析,得到各模型的一阶振型和固有频率。比较各模型的一阶振型可知,平面桁架系网架结构的一阶振型为平动,振动方向与爆炸荷载作用方向一致,动力特性较好,是一种较优的防爆墙结构形式。     

埋深对地下结构地震液化响应的影响

应用非线性液固两相体动力有限元方法研究饱和可液化土中地下结构在水平地震作用下埋深的响应。分析了地震液化情况下地下结构埋深对于结构上浮、加速度、水平位移以及响应结构内力的影响,讨论了非液化土中地铁地下结构地震响应随埋深的影响。结果表明,埋深的增加可以减少地铁地下结构由于土体液化所导致的结构上浮;同时,虽然地下结构地震作用所导致的内力随着埋深的增加有小幅度的上升,但由于深埋地铁地下结构的强度往往比浅埋的为高,因此在相同水平地震的作用下,浅埋地铁结构可能更加危险。     

空间巨型框架结构的自由振动

采用连续质量动力系统模型,从弹性动力学系统的Hamilton原理出发,建立了空间巨型框架结构自由振动的控制微分方程组。以常微分方程求解器为计算工具,分析了现代高层建筑和联体建筑中常常采用的空间巨型框架结构的振动特性。对门型空间巨型框架的计算结果表明,对应不同的周期,空间巨型框架各部件有不同的振型组合,并且调整结构系统的质量和刚度的分布以及建筑物的尺寸,都会使周期和振型发生显著的改变。     

鞍钢专家接待楼地表以下土石方爆破振动研究

介绍采用深孔综合控爆技术（底部间隔装药、孔内微差、逐孔顺序起爆、开切预裂缝等）使邻近爆区的建（构）筑物所产生的振动强度减弱到最低程度，确保鞍钢专家接待楼地表以下土石方爆破过程中邻近建（构）筑物的安全，文中着重论述通过试验研究确定底部间隔装药和开切预裂缝后的综合减震效应（减震率）；阐明所进行的爆破地震强度监测及其结果分析，在整个爆破过程中为确保邻近建（构）筑物安全所起的指导作用。     

薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷作用下的非线性振动

从弹性壳体的无量纲控制方程出发,研究了一类薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向均布载荷和温度载荷作用下的大挠度非线性振动问题.采用打靶法对周边固定的问题进行了数值求解,分析和讨论了组合结构的固有频率与外载荷、锥底和环板半径比例、扁壳锥度的非线性关系以及结构刚度的变化.     

地下建筑结构的抗震设计

阐述了地下结构抗震设计的主要方法,基于地下结构破坏的特征和地下结构的动力反应特性,提出了地下结构抗震承载能力的主要措施。     

测量爆炸冲击过程多普勒信号拾取技术

采用优化后的外差式纵向激光多普勒进行了光路测量,利用短时傅里叶变换最大主值频率法和小波变换模极大值法分析处理多普勒信号,有效地抑制了爆炸信号的噪声.系统测量距离4.5 m,测量速度范围-10 m/s~20 m/s,相对误差小于100/.试验证明,该方法能有效地拾取反映爆炸过程动态特性的多普勒信号,实现对爆炸容器高速动态形变参数的精确测量.     

冰激柔性锥体振动实验研究

针对冰激柔性锥体振动实验研究开展得很少的现状,利用DUT-1非冻结可破碎模型冰进行了冰速变化时冰激锥体振动的室内实验模拟．模型锥体材料采用普通钢材,设计了更为贴近实际的多自由度锥体结构模型,应用改进的动态载荷时域识别方法,依据结构的位移、加速度和应变等混合动态响应,识别了冰-锥体结构动力相互作用过程中的动冰力．实验结果表明,冰激柔性锥体振动是一种以低频振动为主、间歇性的随机受迫振动和自由阻尼振动,作用于锥体上的动冰力频率成分丰富．     

用位移法求牙轮钻机的最大工作转速

从动力学观点出发,分析了钻杆的横向振动。用位移法求得钻杆的基频和相应的转速,确定了钻杆的长度、轴压和转动惯量与转速的关系,从计算可看出:由凿岩理论和动力学计算出的工作转速基本上一致。在钻杆长度相等的条件下,随轴压增加,其临界转速降低;在轴压为定值时,转速与杆长呈指数曲线关系变化。该法计算简捷,可为钻机的设计和自动控制提供参考。